2020年中考物理实验专题复习——探究影响导体电阻大小因素的实验(答案解析)

2019年中考物理实验专题复习——探究影响导体电阻大小因素的实验答案解析1．（2018•乌鲁木齐）某实验小组的同学用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系，如图所示是该实验的电路图。

（1）闭合开关，向右移动铅笔芯上的滑片P1，电路中的电流不变（选填“变大”“变小、”或“不变”）。

（2）如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，应该将滑动变阻器的滑片P2向右移动。

（3）移动铅笔芯上面的滑片P1，记录铅笔芯AP1之间的距离和电压表的示数，数据如下：AP1/m m 0 30.60.90.120.150.180.U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4通过数据反映出的规律和欧姆定律可以推出导体的电阻与导体的长度成正比的结论。

若图示位置时电压表示数为0.9V，滑片P2向右移动一段距离，电压表示数变为1.2V，滑片P2再向右移动一段相同的距离，电压表示数为 1.8 V。

【分析】（1）闭合开关，向右移动铅笔芯上的滑片P1，不能改变电路中的电阻，利用欧姆定律分析电路中的电流变化；（2）如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，说明滑动变阻器分压太大，应该减小滑动变阻器两端的电压，减小滑动变阻器连入的电阻；（3）由表中数据可知，可得铅笔芯AP1段两端的电压随AP1长度的增大而增大，并且成倍数的最大，可得铅笔芯AP1段两端的电压与AP1长度成正比；根据欧姆定律可知铅笔芯AP1段两端的电压与AP1间电阻成正比；最后得出导体的电阻与导体的长度的关系。

图示位置时电压表示数为0.9V，利用“通过铅笔芯的电流等于总电流”和欧姆定律得出等式；同理当滑片P2向右移动一段距离，设滑动变阻器连入电阻减小值为△R，利用欧姆定律列出等式；两等式相比得出R0+R1=4△R；当滑片P2再向右移动一段相同的距离，滑动变阻器连入电阻减小值为2△R，再利用欧姆定律列出等式，和第一个等式相比得出最后电压表的示数。

【解答】解：（1）由图知，铅笔芯和滑动变阻器串联，电压表测滑片P1左侧部分铅笔芯的电压，因电压表在电路中相当于断路，所以可知整个铅笔芯连入电路，则向右移动滑片P1时，不能改变电路中的电阻，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流不变；（2）如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，说明滑动变阻器分压太大，应该减小滑动变阻器两端的电压，减小滑动变阻器连入的电阻，即应该将滑动变阻器的滑片P2向右移动；（3）由表中数据可知，电压表的示数（即铅笔芯AP1段两端的电压）随AP1长度的增大而增大，并且成倍数的增大，所以铅笔芯AP1段两端的电压与AP1的长度成正比；电路中电流不变，由U=IR可知，铅笔芯AP1段两端的电压与AP1的电阻成正比；由此可以推出：导体的电阻与导体的长度成正比。

图示位置时电压表示数为0.9V，设电源电压为U、整个铅笔芯的电阻为R0、与电压表并联部分的电阻为R0左、此时滑动变阻器连入电阻为R1，串联电路的电流处处相等，由欧姆定律可得此时电路中电流：=，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当滑片P2向右移动一段距离，设滑动变阻器连入电阻减小值为△R，电压表示数变为1.2V，由欧姆定律可得此时电路中电流：=，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②得：==1﹣，化简可得：R0+R1=4△R，代入①得：=，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③当滑片P2再向右移动一段相同的距离，滑动变阻器连入电阻减小值为2△R，设此时铅笔芯两端电压为U3，由欧姆定律可得此时电路中电流：===，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④得：==，解得：U3=1.8V。

故答案为：（1）不变；（2）右；（3）欧姆定律；正；1.8。

【点评】本题为难度较大的电路动态分析题，易错点在最后一空的解答，利用“通过铅笔芯的电流等于总电流”和欧姆定律列出三个等式是关键。

2．（2018•天津）在“探究影响导体电阻大小的因素”时，某实验小组想利用图所示的电路分别对导体电阻跟它的长度、橫截面积、材料有关的猜想进行实验验证：（1）为验证“导体电阻跟长度有关”，下表中可选用的三种导体是B、D、E （填导体代号）；导体代号长度/m 横截面积/mm2材料A 1.0 0.2 锰铜B 1.0 0.4 锰铜C 1.0 0.6 锰铜D 0.5 0.4 锰铜E 1.5 0.4 锰铜F 1.0 0.6 镍铬合金G 1.0 0.6 铁（2）若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡，通过观察灯泡的亮度也可以判断导体电阻大小，但不足之处是当电路中电阻变化不大时，只凭灯泡的亮暗不易区分。

【分析】（1）影响电阻大小的因素是：材料、长度、横截面积、温度，在探究过程中需用到控制变量法；（2）在电源电压一定的情况下，导体电阻越大，电路电流越小，灯泡越暗；导体电阻越小，电路电流越大，灯泡越亮；因此可以通过观察灯泡的亮度来判断电阻的大小，应用了转换法；但当电路中电阻变化不大时，只凭灯泡的亮暗不易区分。

【解答】解：（1）为了研究导体电阻与导体长度的关系，则需使导体的材料和横截面积相同，长度不同，应选用的三种导体是B、D、E；（2）实验中可通过通过观察灯泡亮度来判断电阻的大小，但是当电路中电阻变化不大时，只凭灯泡的亮暗不易区分，所以不科学。

故答案为：（1）B、D、E；（2）灯泡的亮度；当电路中电阻变化不大时，只凭灯泡的亮暗不易区分。

【点评】本题考查探究电阻大小的影响因素，实验时注意使用控制变量法，控制变量法在物体学研究中经常用到。

3．（2017•桂林）小禹在复习“探究导体的电阻与哪些因素有关”的实验时，产生了一些疑惑；实验中为什么选择不常见的镍铬合金作为研究的导体，而不选用常见的铜丝？难道选用钢丝会不利于探究？带着这些思考，小禹决定进行实验验证；（1）为了能够更好地反映出电阻的变化，小禹可以在如图所示的电路中接入电流表，且与研究导体串联。

（2）连接电路时，开关必须处于断开状态。

（3）实验中，选择一根带鳄鱼夹的导线，主要是为了方便改变接入导体的长度。

（4）分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验，记录实验结果于下表，对比实验记录，发现用铜丝作为研究导体，实验现象不明显。

不明显之处是：铜丝电阻小，电流变化小。

研究导体铜丝镍铬合金丝长度/cm 100 80 50 100 100 80 50 100 直径/mm 0.5 0.5 0.5 0.7 0.5 0.5 0.5 0.7灯泡亮度很亮很亮很亮很亮较亮较亮亮亮电流/A 0.42 0.42 0.43 0.43 0.24 0.26 0.31 0.30 （5）通过实验，小禹解开了心中的疑惑，并进一步理解了滑动变阻器的原理及其在电学实验中的作用，如在图2所示的“探究电流与电阻的关系”实验中，将电阻R由5Ω换成10Ω后，滑动变阻器的滑片应该向上（选填“上”或“下”）端移动，以起到使电阻R两端电压保持不变的作用。

【分析】（1）在该实验中，由于电阻的大小是不便于直接观察的，所以我们将电阻的大小转化成所串联的电流表来观察，即在电压一定时，电流越大，表明电阻越小；（2）为保护电路，连接电路时，开关必须处于断开状态；（3）带鳄鱼夹的导线方便改变接入导体的长度；（4）电压一定，电阻越小，电流越大；（5）根据串联电路分压的特点判断滑片移动的方向。

【解答】解：（1）电阻的大小是不便于直接观察的，所以我们将电阻的大小转化为电流表的示数来观察，即在电压一定时，电流越大，表明电阻越小，即通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小；电流表应与研究导体串联；（2）为保护电路，连接电路时，开关必须处于断开状态；（3）实验中，选择带鳄鱼夹的导线，主要是为了方便改变接入导体的长度；（4）由表格数据可知，长度变化时，发现通过铜丝的电流变化不明显，原因是铜导线的电阻小，在电压一定时，通过铜丝的电流变化很小；（5）在“探究电流与电阻的关系”实验中，应控制电阻R两端电压不变；把5Ω的电阻换成10Ω的电阻，电阻的阻值变大，由分压原理可知，电阻分压变大，为保持电阻两端电压不变，应减小电阻两端电压，增大滑动变阻器两端的电压，应增大变阻器接入电路的阻值，故将滑片向上移动。

故答案为：（1）电流表；串；（2）断开；（3）接入导体的长度；（4）铜丝；铜丝电阻小，电流变化小；（5）上；保持不变。

【点评】本题通过影响电阻大小的实验，考查电路的组成以及欧姆定律的应用，要学会应用控制变量法来解决物理问题。

4．（2017•呼和浩特）导体电阻的大小与哪些因素有关呢？对于这个问题，小明想起课堂上老师把电压比作水压，把电流比作水流，于是他想：电阻也可以比作是水管对水流的阻力。

他还想到水管内部粗糙程度、有无杂物和它的长短粗细都可能导致水管对水流的阻力不同，因此经过分析，他提出了以下几种猜想：猜想1：导体的电阻可能跟导体的材料有关；猜想2：导体的电阻可能跟导体的长度有关；猜想3：导体的电阻可能跟导体的横截面积有关：为了验证自己的猜想，实验室有如下表格中的7种电阻丝，则：导线代号 A B C D E F G 长度（m） 1.0 0.5 1.5 1.0 1.2 1.5 0.5 横截面积（mm2） 3.2 0.8 1.2 0.8 1.2 1.2 1.2 材料锰铜钨镍铬锰铜钨锰铜镍铬（1）若要探究电阻跟横截面积的关系，可依次把如图中M、N跟电阻丝 A 、 D （选填导线代号）的两端连接，闭合开关记下电流表示数，分析比较这两个金属丝电阻大小。

（2）若依次把M、N跟电阻丝C、F的两端连接；闭合开关记下电流表示数，分析比较这两个金属丝的电阻大小，这时探究的是电阻跟导体的材料的关系。

（3）在上面的实验中，电阻的大小并不能直接观察，而是通过电流表的示数反映出来的，电流表的示数越大，说明电阻丝的电阻越小。

【分析】（1）探究导体的电阻与导体的材料是否有关，应控制其长度和横截面积不变；同理要想探究导体的电阻与导体的长度是否有关，应控制导体的材料和横截面积不同；（2）控制变量法的核心是要研究两导体电阻的大小与哪个因素有关，就要控制这两个因素不同，同时也要控制两导线其它因素相同；（3）在此实验装置中，运用转换法，电阻的大小通过比较电流表示数大小来判断。

【解答】解：（1）探究电阻与横截面积的关系时，要选取的电阻丝必须长度相同、材料也相同，横截面积不同，由表格数据可知，应选A、D两电阻丝；（2）C、F两电阻丝的长度、横截面积相同，材料不同，分析比较C、F两根金属丝的电阻大小，可探究电阻跟导体的材料的关系；（3）实验中通过电流表示数大小反映电阻大小，电流表示数越大，说明电阻丝的电阻越小。

故答案为：（1）A；D；（2）材料；（3）小。

【点评】物理学中对于多因素的问题，常常采用控制因素的办法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，一定要掌握控制变量法。

5．（2017•枣庄）学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究，器材有：开关、电流表、干电池（电压恒为1.5V）各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干，连接如图甲所示的电路，小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间，闭合开关S后，记录的数据如表。